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Cada vez los científicos están más cerca de crear órganos artificiales. De acuerdo a una investigación publicada en Science Translational Medicine, un equipo de bioingenieros ha logrado trasplantar con éxito un pulmón artificial en unos cerdos. Aunque los órganos todavía no han sido conectados a una arteria crucial, sí permiten que los cerdos puedan respirar normalmente.
Para hacer estos pulmones, Joan Nichols y Joaquín Cortiella de la sucursal médica de la Universidad de Texas en Galveston utilizaron hormonas de crecimiento para alentar a las células pulmonares de los cerdos a crecer en tejido, poblando un pulmón de cerdo descelularizado.
Un órgano desencelularizado es cuando se aísla la matriz extracelular de un órgano y solo queda una especie de esqueleto. En el caso de los pulmones, las vías se ramifican 23 veces y terminan en pequeños sacos de aire con forma de uva de solo 200 micras de diámetro. Estos glóbulos median la transferencia de oxígeno y dióxido de carbono dentro y fuera de su sangre.
El proceso fue un éxito
En los pulmones, un andamio de proteínas de colágeno y elastina permanece después de la descelularización. "El colágeno lo hace fuerte para que pueda respirar durante toda su vida, y la elastina lo hace estirar para que pueda respirar dentro y fuera", dice Nichols.
Ella y sus colegas usaron una solución de detergente de azúcar para quitar las células del andamio, dejando atrás la matriz proteica. El azúcar ayuda a reforzar las proteínas para que el detergente no las elimine junto con las células. "Es como usar detergente para platos en un plato para eliminar la grasa que queda", explica a New Scientist.
Durante 30 días, desarrollaron nuevos vasos sanguíneos en el pulmón en una cámara sellada, y luego implantaron los pulmones en cuatro cerdos. Los animales no necesitaron medicamentos para inhibir el sistema inmunitario, porque los pulmones se cultivaron a partir de sus propias células. El equipo no observó ningún rechazo por parte de los cerdos.
Dos semanas después de la cirugía, detectaron circulación sanguínea en los pulmones artificiales y midieron una densidad de tejido similar a la de un pulmón natural. Sus mediciones mostraron que los órganos hechos en el laboratorio también tenían presiones y volúmenes normales, aunque un cerdo desarrolló un bloqueo parcial de las vías respiratorias que redujo la expansión pulmonar. La expresión génica también fue similar entre los pulmones artificiales y naturales.
A medida que los animales crecían, el número total de células en sus pulmones aumentaba y se extendían para rellenar cualquier orificio, lo que les permitía soportar completamente el flujo sanguíneo. Nichols dice que eligieron probar estos órganos en los cerdos porque crecen rápidamente y el equipo quería asegurarse de que sus órganos crezcan con el animal, como puede ser necesario en un humano.
Sin embargo, a pesar del éxito, el equipo no conectó los pulmones artificiales a la arteria pulmonar. Este vaso sanguíneo envía sangre no oxigenada a los pulmones, y la función principal de los pulmones es administrar oxígeno a esta sangre. Hasta que esos pulmones se hayan conectado a la arteria pulmonar, no podemos saber qué tan bien funcionan.
Habiendo establecido que los pulmones artificiales pueden respirar y crecer, Nichols ahora está planeando evaluar que tan bien oxigenan la sangre de la arteria pulmonar. Si tiene éxito, la esperanza es que algún día podremos desarrollar nuevos pulmones humanos desde nuestras propias células.
Los experimentos para crear un pulmón artificial ya tienen unos años. En noviembre del 2016, investigadores de la Universidad de Michigan (UM) implantaron pulmones desarrollados en un laboratorio a partir de células madre a unos ratones.